NO834727L - STORAGE PROGRAMMABLE CONTROL. - Google Patents

Abstract

A memory-programmable controller is disclosed having a bit and word processor for controlling a peripheral process. A process control program is stored in a user program memory. The controller includes a data memory in which process images of the controlled process are stored. A supplemental memory is coupled in parallel with the data memory. Bit-wide data is stored in the data memory and change bits associated with individual ones of the bit wide data in the data memory are stored in the supplemental memory. The change bits determine whether the associated bit in the data memory can be changed during processing by the control program. Definite control states can thereby be simulated for test purposes.

Description

Lagerprogrammerbar styringStock programmable control

Oppfinnelsen angår en lagerprogrammerbar styring med cyklisk gjennomløpende program og bestående av minst The invention relates to a storage programmable control with cyclic continuous program and consisting of at least

a) en prosessor til å behandle programmer oga) a processor to process programs and

b) brukerprogramlager, driftsprogramlager og datalager med prosessgjengivelse som tjener til kommandobehandling b) user program store, operating program store and data store with process rendering that serves for command processing

og har form av data av en bits bredde. and has the form of data of one bit width.

Lagerprogrammerbare styringer av den nevnte art er be-skrevet nærmere f.eks. i europeisk patentskrift 10 170 og US patentskrift 3 921 146 og 3 942 158. Videre finnes også ytterligere detaljer i tidsskriftet Siemens Energietechnik 1979, hefte 2, side 43-47, eller hefte 4, side 136-139. Stock programmable controls of the aforementioned type are described in more detail, e.g. in European patent specification 10 170 and US patent specification 3 921 146 and 3 942 158. Further details can also be found in the journal Siemens Energietechnik 1979, volume 2, pages 43-47, or volume 4, pages 136-139.

Ved disse lagerprogrammerbare styringer blir behandlingen av prosessignalene foretatt med mikroprosessorsystemer med tilsvarende oppbygning. Karakteristisk for det system som her kommer på tale, er at der ikke arbeides direkte med de egentlige signaler fra prosessperiferien, men med interne signaler som gjengir prosessen og har form av binære data (jfr. f.eks. europeisk patentskrift 10 170 eller US patentskrift 3 921 1 46 ) . With these stock programmable controls, the processing of the process signals is carried out with microprocessor systems with a corresponding structure. Characteristic of the system discussed here is that it does not work directly with the actual signals from the process periphery, but with internal signals that reproduce the process and have the form of binary data (cf. e.g. European patent document 10 170 or US patent document 3 921 1 46 ).

Før de egentlige sammenknytninger i samsvar med bruker-styreprogrammet foretas, blir alltid først tilstanden av alle inngangsinformas joner fra prosessen deponert i et internt datalager. Likeledes blir de utgangssignaler som resulterer av sammenknytningene, ikke levert direkte ut til periferien, men først også deponert i det interne datalager. Samtlige utgangssignaler blir så ved slutten av styreprogrammet levert ut av det interne lager til prosessperiferien for styring av prosessen. Before the actual connections in accordance with the user control program are made, the state of all input information from the process is always deposited in an internal data store. Likewise, the output signals resulting from the interconnections are not delivered directly to the periphery, but first also deposited in the internal data storage. At the end of the control program, all output signals are then delivered from the internal storage to the process peripheral for controlling the process.

Ved denne metode blir det oppnådd at de inngangsdataBy this method it is achieved that the input data

som skal behandles under forløpet av det egentlige styre-program, alltid har fast definerte verdier og ingen mellom-verdier av utgangsdata blir gitt videre til periferien. which must be processed during the course of the actual control program, always have fixed values and no intermediate values of output data are passed on to the periphery.

Systemets oppgave består således i innlesning av inn-gangenes prosessgjengivelse, behandling av styreprogrammet og utlevering av utgangenes prosessgjengivelse. I selve styre programmet blir nå prosessignalene om prosessgjengivelsen sammenknyttet innbyrdes og dannet alt etter konstellasjonen av inngangs- og utgangssignalene og av programmeringen av utgangssignalene, dvs. av de signaler som styrer prosessen. The system's task thus consists of reading in the process rendering of the inputs, processing the control program and delivering the process rendering of the outputs. In the control program itself, the process signals about the process reproduction are now interconnected and formed according to the constellation of the input and output signals and the programming of the output signals, i.e. of the signals that control the process.

Da hvert signal fra og til prosessen kan anta to til-stander i elektrisk henseende (strøm flyter eller flyter ikke), svarer der til hvert signal fra prosessperi ferien en bit i prosessgjengivelsen med tilstand null eller ett. As each signal from and to the process can assume two states in electrical terms (current flows or does not flow), each signal from the process period corresponds to a bit in the process representation with state zero or one.

I selve styreprogrammet blir således enkeltbits i prosessgjengivelsen håndtert av prosessorsystemet i samsvar med styrings-oppgaven i den prosess som skal automatiseres. Ved tilsvarende endring av styreprogrammet kan brukeren til enhver tid til-passe systemet etter varierende styreoppgaver. In the control program itself, individual bits in the process rendering are thus handled by the processor system in accordance with the control task in the process to be automated. By correspondingly changing the control program, the user can adapt the system to varying control tasks at any time.

I forbindelse med den stadige videre utvikling av mikro-prosessorteknikken og dens økende anvendelsesspektrum blir disse lagerprogrammerbare styringer i tiltagende grad også benyttet i lavere områder av automatiseringsteknikk og proses-signalteknikk, hvor vernstyringer hittil har dominert. Brukeren av vernstyringer er vant til uten generelle endringer i styreprogrammet, altså her av vernets ledningsføring, og uten inngrep i selve prosessen forbigående å simulere bestemte prosessignaler for testeformål for å få opplysning f.eks. In connection with the continuous further development of micro-processor technology and its growing range of applications, these programmable storage controllers are also increasingly used in lower areas of automation technology and process-signal technology, where protective controls have so far dominated. The user of protective controls is used to temporarily simulating certain process signals for test purposes to obtain information, e.g.

om den derved endrede funksjon av styringen eller av prosessen. about the thereby changed function of the control or of the process.

En slik fastleggelse av prosessignaler, såkalt "Forcing", bør også være mulig ved lagerprogrammerbare styringer av den innledningsvis angitte art. Fastleggelse eller tvungen fiksering av et inngangssignal fra prosessen eller et utgangs-signal til prosessen på en helt bestemt tilstand for for-arbeidelse skal altså her skje helt uavhengig av sann tilstand av inngangssignalet i selve prosessen eller av utgangs-signalet. Such determination of process signals, so-called "Forcing", should also be possible with stock-programmable controls of the kind indicated at the outset. Determining or forced fixation of an input signal from the process or an output signal to the process at a completely specific state for processing must therefore take place here completely independently of the true state of the input signal in the process itself or of the output signal.

Da såvel utgangs- som inngangssignaler blir ytterligere sammenknyttet, må det også sørges for at der for den videre sammenknytning av utgangssignaler gjøres bruk av den frem-tvungne tilstand og ikke av den som ville resultere f.eks. As both output and input signals are further linked, it must also be ensured that for the further linking of output signals use is made of the forced state and not of the one that would result e.g.

av forutgående sammenknytninger.of previous connections.

Det må altså være mulig uten inngrep i selve prosessenIt must therefore be possible without intervention in the process itself

å forespeile visse inngangs- og utgangssignaler for styringen eller å simulere visse utgangssignaler for selve prosessen. Disse signaler må hverken styreprogrammet eller prosessen kunne forandre. Samtidig må de ikke "innfrosne" inn- eller utgangssignaler nå som før kunne behandles på normal måte og også sammenknyttes med de fastlagte inn- eller utgangssignaler . to predict certain input and output signals for the control or to simulate certain output signals for the process itself. Neither the control program nor the process must be able to change these signals. At the same time, the non-"frozen" input or output signals must now, as before, be processed in the normal way and also connected to the established input or output signals.

Dermed har brukeren av styringen fått mulighet for like-dan som ved vernstyringer å fiksere vilkårlige prosessignaler for vilkårlig tid på verdier han ønsker. F.eks. skal en bryter som i virkeligheten er sluttet i prosessen, behandles som om den var åpen, eller en ventil som eventuelt ville bli åpnet av styringen, tilsiktet forbli sluttet for en bestemt tid. Thus, the user of the control has been given the opportunity to fix arbitrary process signals for an arbitrary time at values he wants, just as with protective controls. E.g. shall a switch which is actually closed in the process be treated as if it were open, or a valve which would eventually be opened by the control, intentionally remain closed for a specified time.

Den foreliggende oppfinnelses oppgave består såledesThe task of the present invention thus consists

i å gi anvisning på en slik utforming av en styring av den innledningsvis nevnte art at inn- og utgangssignaler og verdier som kan håndteres bitvis på vilkårlig måte, lar seg fastlegge på definerte verdier med liten påkostning og med kort reak-sjonstid. Denne oppgave blir ifølge oppfinnelsen løst ved hjelp av følgende trekk: c) parallelt med bitbrede data i det bitadresserbare datalager kan endringsbits lagres og avspørres i et parallelt in giving instructions for such a design of a control of the kind mentioned at the outset that input and output signals and values that can be handled bit by bit in an arbitrary way, can be determined at defined values with little expense and with a short reaction time. According to the invention, this task is solved with the help of the following features: c) in parallel with bit-wide data in the bit-addressable data store, change bits can be stored and queried in a parallel

tiIleggslager,additional stock,

d) alt etter tilstanden av den tilordnede endringsbit kan de bitbrede data ved en programbehandling kunne' endres d) depending on the state of the assigned change bit, the bit-wide data can be changed during program processing

eller ikke.or not.

Til hver bit i prosessgjengivelsen og dermed i hvert prosessignal hører således en i endringslageret beliggende bit som tilsier om det tilsvarende signal i prosessgjengivelsen skal behandles som innfrosset eller ikke. Er en bit av prosessgjengivelsen i endringslageretkarakterisertsom innfrosset (forced), må prosessgjengivelsens bit og det tilsvarende periferisignal ikke lenger endres av styreprogrammet eller av prosessgjengivelsestransferen. To each bit in the process representation and thus to each process signal, there is thus a bit located in the change storage indicating whether the corresponding signal in the process representation is to be treated as frozen or not. If a bit of the process rendering in the change storage is characterized as frozen (forced), the bit of the process rendering and the corresponding peripheral signal must no longer be changed by the control program or by the process rendering transfer.

Oppfinnelsen vil bli belyst nærmere under henvisningThe invention will be explained in more detail under reference

til tegningen.to the drawing.

Fig. 1 viser strukturen av den lagerprogrammerbare Fig. 1 shows the structure of the storage programmable

styring.steering.

Fig. 2 viser den parallelle tilordning av datalagerFig. 2 shows the parallel assignment of data storage

og endringslager, ogand change warehouse, and

fig. 3 viser funksjonsforløpet for hensyntagen til fig. 3 shows the functional sequence for taking into account

endringsbiten.the change bit.

Ved det foreliggende flerprosessorsystem blir utførelsen av binærkommandoene overlatt en særskilt rask bitprosessor 3, mens en mer langsom ordprosessor 2 derimot utfører de komplekse funksjoner. Ordprosessoren 2 disponerer en periferi-bus 21 som inn- og utleveringsbyggegruppene 1 fra og til prosessen er tilkoblet, og ennvidere en intern systembus 22 hvortil der kan kobles driftssystemlager 4 og via data-penser 8 brukerprogramlager 5 med.styreprogram samt datalager 6 med prosessgjengivelse. Bitprosessoren 3 er likeledes tilkoblet samme bus 22 og har via datapensene 8 utelukkende aksess til brukerprogramlager 5 og datalager 6. Samtrafikken med periferien forløper via ordprosessoren 2, som ved cyklus-grensene alltid deponerer tilstanden av alle inngangs-informa-sjoner fra prosessen inn i det interne datalager 6, og som ut fra de av sammenknytningene resulterende utgangssignaler i datalageret 6 ved slutten av styreprogrammet overfører dem til prosessperiferien. Under forløpet av det nye program arbeides der altså ikke direkte med de egentlige signaler fra prosessperi ferien, men med den interne prosessgjengivelse i datalageret 6. Et slikt system er i prinsippet kjent fra de innledningsvis nevnte publikasjoner, f.eks. Siemens-tids-skrift Energietechnik, 1980, hefte 9, side 361, når det gjelder anvendelsen av ord- og bitprosessor. In the present multiprocessor system, the execution of the binary commands is left to a particularly fast bit processor 3, while a slower word processor 2, on the other hand, performs the complex functions. The word processor 2 disposes of a peripheral bus 21 to which the input and output building groups 1 from and to the process are connected, and furthermore an internal system bus 22 to which can be connected the operating system storage 4 and via the data processor 8 the user program storage 5 with the control program as well as the data storage 6 with process reproduction. The bit processor 3 is likewise connected to the same bus 22 and via the data pens 8 has exclusive access to the user program storage 5 and data storage 6. The communication with the periphery takes place via the word processor 2, which at the cycle limits always deposits the state of all input information from the process into the internal data storage 6, and which based on the output signals resulting from the interconnections in the data storage 6 at the end of the control program transfers them to the process periphery. During the course of the new program, work is therefore not done directly with the actual signals from the process interface, but with the internal process representation in the data store 6. Such a system is in principle known from the publications mentioned at the outset, e.g. Siemens journal Energietechnik, 1980, volume 9, page 361, regarding the use of word and bit processors.

Som det ses, er der parallelt med det bitadresserbare datalager hvis bitbrede data der arbeides med, anordnet et tilleggslager 7, hvori endringsbitene kan lagres og kan av-sperres sammen med de bitbrede data i datalageret. As can be seen, an additional storage 7 is arranged in parallel with the bit-addressable data store whose bit-wide data is being worked on, in which the change bits can be stored and can be disabled together with the bit-wide data in the data store.

Fastleggelsen av de ønskede bitbrede data i datalageretThe determination of the desired bit-wide data in the data store

6 skjer i første omgang i brukerens betjeningskommandoer til styringen. Disse angir hvilke bits skal fastlegges i prosessgjengivelsen, og hvilken tilstand (null eller ett) informasjonen skal innfryses på.6 takes place initially in the user's operating commands to the control. These indicate which bits are to be determined in the process rendering, and which state (zero or one) the information is to be frozen in.

En slik kommando bevirker at den bit i tilleggslageretSuch a command causes it to bite into the additional storage

7 som tilsvarer det signal resp. den bit i prosessgjengivelsen som skal fastlegges, blir satt. Tilleggslageret kan i den forbindelse rent fysisk utgjøre en del av selve datalageret. Ved hjelp av kommandoen er vedkommende bit i datalageret 6 dakarakterisertsom fastlagt. I tillegg blir informasjonen fastleggelse på "null" eller "ett" overtatt direkte i pro-sessg jengivelsen , dvs. i datalageret 6. Denne informasjon kan ikke lenger endres unntagen ved tilbaketagelse av kommandoen, dvs. tilbakesetning av den tilsvarende endringsbit i tilleggslageret 7. 7 which corresponds to the signal resp. the bit in the process representation to be determined is set. In this connection, the additional storage can physically form part of the data storage itself. With the help of the command, the relevant bit in the data store 6 is then characterized as determined. In addition, the information determination of "zero" or "one" is taken over directly in the process representation, i.e. in the data store 6. This information can no longer be changed except when the command is returned, i.e. resetting the corresponding change bit in the additional store 7.

Prosessgjengivelsen i datalageret kan endres ved innlesning av inngangssignalene fra prosessen såvel som ved hjelp av styreprogrammet ved tilvisninger til utgangssignaler. The process rendering in the data store can be changed by reading in the input signals from the process as well as by means of the control program when assigned to output signals.

Ved innlesningen av inngangssignaler ved hjelp av ordprosessoren 2 blir derfor bare de bits i prosessgjengivelsen i datalageret 6 aktualisert som ikke erkarakterisertsom fastlagt. Prosessoren 2 leser altså i første omgang i lageret 7 om den bit som skal aktualiseres, er fastlagt eller ikke. Hvis ja, er der ikke mer å gjøre, hvis nei, blir det tilsvarende periferisignal å overta som binærsignal i prosessgjengivelsen. When input signals are read in by means of the word processor 2, only those bits in the process rendering in the data store 6 are therefore actualized which are not characterized as fixed. The processor 2 thus initially reads in the storage 7 whether the bit to be updated has been determined or not. If yes, there is nothing more to do, if no, the corresponding peripheral signal will be taken over as a binary signal in the process representation.

Endring av fastlagte bits ved hjelp av selve styringsprogrammet blir forhindret ved undertrykkelse av skrivesignalet til prosessgjengivelsens datalager 6 ved tilvisninger til fastlagte utgangssignaler, mellommarkører etc. Således blir skrivende aksess, dvs. tilvisninger til samtlige bithåndterbare data/som markører, utganger osv. (jfr. fig. 2) bare utført når den tilsvarende bit erkarakterisert vedhjelp av tilleggslageret 7 som ikke fastlagt. Changing fixed bits with the help of the control program itself is prevented by suppressing the write signal to the process reproduction's data store 6 by references to fixed output signals, intermediate markers, etc. Thus, writing access, i.e. references to all bit-manageable data/such as markers, outputs, etc., becomes available (cf. Fig. 2) only performed when the corresponding bit is characterized by means of the additional layer 7 as not determined.

Da verdiene fra prosessgjengivelsen i datalageret 6Then the values from the process rendering in the data warehouse 6

selv ved fastlagte signaler uten innskrenkning kan overtas av prosessoren 2 resp. prosessoren 3, kan også alle fastlagte data med sin fastlagte verdi sammenknytes videre. even with fixed signals without restriction can be taken over by the processor 2 or the processor 3, all fixed data with its fixed value can also be connected further.

Ved setting av en bit i tilleggslageret 7 blir den tilsvarende bit i prosessgjengivelsen således bare for varigheten av fastleggelsesfunksjonen fast innskrevet resp. tvungent fiksert på den faste verdi. Tilleggspåkostningen består i et ekstra lagerbehov analogt med størrelsen av prosessgjengivelsen resp. de bithåndterte data som skal fastlegges, When setting a bit in the additional storage 7, the corresponding bit in the process representation is thus only fixed for the duration of the determination function resp. forcibly fixed at the fixed value. The additional cost consists of an additional storage requirement analogous to the size of the process rendering or the bitwise data to be determined,

slik det fremgår av fig. 2. Brukeren av tradisjonelle vernstyringer behøver således ved anvendelse av styringer på basis av mikroprosessorsystemer ikke å gi avkall på muligheten for fastleggelse av prosessignaltilstander. as can be seen from fig. 2. The user of traditional protective controls thus does not have to give up the possibility of determining process signal states when using controls based on microprocessor systems.

Det funksjonsforløp som fremkommer ved innlesning og utlevering av prosessgjengivelsen til periferien og ved behandlingen av styreprogrammet, er for oversiktens skyld påny sammenfattet i forløpsdiagrammet på fig. 3. For the sake of clarity, the sequence of functions that occurs when reading in and delivering the process rendering to the periphery and when processing the control program is summarized again in the sequence diagram in fig. 3.

Claims (1)

Lagerprogrammerbar styring med cyklisk gjennomløpende program bestående av minst:Stock programmable control with cyclic continuous program consisting of at least: a) prosessorer til behandling av kommandoer,a) processors for processing commands, b) brukerprogramlager, dri ftsprogramlager og datalager med prosessgjengivelse som tjener til behandling av kommandoer og har form av bitbrede data,b) user program storage, operating program storage and data storage with process reproduction that serve for processing commands and are in the form of bit-wide data, karakterisert ved følgende trekk:characterized by the following features: c) parallelt med de bitbrede data i det bitadresserbare datalager (6) kan endringsbits lagres og avspørres i et parallelt tilgjengelig tilleggslager (7),c) parallel to the bit-wide data in the bit-addressable data store (6), change bits can be stored and queried in a parallel accessible additional store (7), d) alt etter tilstanden av tilordnede endringsbits kan de bitbrede data endres eller ikke endres ved datatrans-fer mellom periferi (1) og datalager (6) og ved behandling av styreprogrammet.d) depending on the state of the assigned change bits, the bit-wide data can be changed or not changed during data transfer between the periphery (1) and data storage (6) and when processing the control program.